超稳定Y型沸石为载体的新型Ni-Mo环境催化剂

The effects of boron on sulfided Ni Mo/γ Al 2O 3 catalysts have been studied. The addition of boron modifies the acidity of the acid sites and the active metal dispersion of the catalysts. USY(ultrastable Y type) zeolite supported Ni Mo enviromental catalyst has significantly high hydrocracking (HC) and hydrodesulfurization (HDS) activity.

沸石为载体的新型Ni-Mo环境催化剂

本文研究了硼的加入对 Ni- Mo/ γ- Al2 O3 催化剂的结构和催化活性的影响及超稳定 Y型沸石 USY(ultra-stable Y- type zeolite)为载体的新型 Ni- Mo环境催化剂。硼的加入改变了酸点的酸度和催化剂活动金属的分散性 ,因而提高了这些模型化合物在 Ni- Mo/γ- Al2 O3 催化剂作用下的活性。

RhCu催化剂中限域环境调控合成气转化生成CH_(x)反应性能

合成气制C2含氧化合物的选择性目前仍面临巨大挑战。本研究基于密度泛函理论计算方法,探究了4种RhCu限域催化剂中Rh活性位限域环境对合成气转化生成CH_(x)反应性能的影响,揭示了RhCu限域催化剂中限域效应调控催化性能的本质。结果表明,RhCu限域催化剂中Rh活性位限域环境能够调控合成气转化生成CH_(x)的活性和选择性。筛选获得RhGCN5.5催化剂具有最高的生成CH_(x)(x=1~3)单体活性,归因于适中的限域效应使得表层原子d带中心远离费米能级,导致CH2OH解离过渡态与RhCu表面之间呈现适当的电子转移,利于CH2OH解离,从而呈现良好的CH_(x)生成活性。本研究为通过调变单原子限域环境实现调控合成气转化生成C2含氧化合物反应的催化性能提供了理论依据,并为单原子限域金属催化剂设计提供了结构线索。

非法处置废三元催化剂致土壤环境损害确认方法的应用研究

本文以广东某地非法处置废三元催化剂为例,通过对废三元催化剂特征污染物的分析、周边土壤环境的调查,确认非法处置废三元催化剂对周边土壤环境是否造成损害。通过构建污染源到受体的路径,来确定污染源与损害之间的关联性,做出污染环境行为与环境损害事实间是否存在因果关系的结论,为后续开展相关土壤环境损害调查工作提供了一定的参考。

天津地区人工增雨(雪)用AgI催化剂对环境影响的探讨

近年来,人工增雨(雪)作业为提升农业服务能力起到了很好的作用,在为社会经济带来显著效益的同时,不免引发公众对于所用增雨(雪)催化剂是否会对环境造成污染的关注与疑问。总结天津周边地区的取样试验结论及天津地区的环境情况表明,天津地区人工增雨(雪)影响区域碘化银(AgI)浓度远低于我国现行生活饮用水卫生标准限制,对环境影响甚微。

基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙率Ni-Mo催化剂制备及催化特超稠油降黏效果评价

塔河油田特超稠油在井筒掺稀降黏开采过程中掺稀比高、频繁上返异常,难以实现经济有效开采。针对塔河特超稠油高沥青质含量的特点,以1,3-丙二醇、仲钼酸铵和硝酸镍为原料,研发了一种基于γ-Al_(2)O_(3)载体的高孔隙度Ni-Mo催化剂,评价了其地面改质降黏效果。结果表明,三叶形γ-Al_(2)O_(3)催化剂载体具有圆柱形孔隙结构,孔隙直径以5~11 nm为主。Ni-Mo催化剂可以将特超稠油的黏度(50℃)从28 200 mPa·s降至298 mPa·s,降黏率为98.94%,密度从1.0070 g/mL降至0.8724 g/mL;同时,饱和烃的含量显著增加,胶质和沥青质的含量大幅降低。地面催化改质降黏与改质稀油回掺相结合的开采技术能有效降低特超稠油黏度,地面催化改质效果良好,可有效节约掺稀油用量,提升开采效果。

催化剂和环境温度对稠油燃烧的影响

针对部分稠油油藏火驱过程中低温氧化诱导期长和燃烧效率低问题,设计开发了一套多孔介质热效应监测装置,系统评价了催化剂种类、催化剂质量分数、复配催化剂和环境温度对稠油燃烧的影响。结果表明,该热效应监测装置能够高效快速地评价催化剂对原油燃烧表现的影响,从而筛选出合适的催化剂体系。复配体系[环烷酸钴(0.5%Co)+环烷酸锰(0.5%Mn)]能够将新疆油田A油藏稠油的燃烧起始温度降低60℃,在催化该稠油燃烧具有良好的应用前景。环境温度的升高能够明显促进燃烧的发生,但环境温度对燃烧强度的影响有限。

二元复合氧化物载体在加氢脱硫催化剂中的应用进展

加氢脱硫技术对实现劣质油品清洁化、低碳化与多元化高效利用至关重要,其关键是高性能催化剂的开发,核心之一是适宜催化剂载体材料的创新。本工作分别总结了向Al_(2)O_(3)及TiO_(2)中引入第二组元后作为加氢脱硫催化剂载体的研究进展。第二组元氧化物的引入克服了Al_(2)O_(3)载体酸类型单一及商用催化剂金属与载体间相互作用过强等缺点,同时保持了较大的比表面积;第二组元氧化物能够有效提升TiO_(2)载体材料的热稳定性及比表面积的同时调节了载体材料表面酸性等。究其原因在于第二组元的引入可显著改变Al_(2)O_(3)或TiO_(2)表面羟基环境,进而促进了活性金属前驱体在载体表面的锚定和分散,有利于更多NiMo(W)S活性相的形成,提升了催化剂的加氢脱硫性能。

废润滑油加氢催化剂失活机理研究

目的研究废润滑油加氢催化剂失活机理。方法以NiMo/γ-Al_(2)O_(3)催化剂为研究对象,对加氢前后的催化剂和油品进行表征分析,从而找出催化剂失活的原因。结果该催化剂的初始加氢活性很好,对硫(S)、氮(N)及氯(Cl)3种杂元素的脱除率可分别达到83.6%、81.7%和99.7%。但随着反应的进行,从第4周起,催化剂活性下降严重。对反应前后的催化剂进行表征发现,反应后催化剂比表面积和孔容大幅下降,且反应后催化剂成分中硅含量显著增多。结论造成催化剂活性下降的原因并不是活性金属纳米颗粒的流失,也不是催化剂微观结构的破损,而是随着加氢反应的进行,一方面,油品中的硅加氢后沉积在催化剂表面,致使活性位点被覆盖而无法与反应物接触;另一方面,在固定床管路中堆积的硅限制了传质传热效率,降低了反应活性。

天津大学研发出廉价绿色新型丙烯催化剂

据《新华网》(2024-07-19)报道,天津大学新能源化工团队针对传统丙烷脱氢催化剂往往使用贵金属或高毒性元素的现状,研发出成本低廉、对环境友好的新型氧化钛-镍复合丙烯催化剂,该催化剂性能优于国际同类产品,可节约成本30%~50%,且同时实现催化剂制备、使用过程的无毒化和低能耗,为下一代烯烃核心技术奠定科学基础。

废旧含银催化剂Ag/α-Al_(2)O_(3)的回收利用

采用硝酸将Ag/α-Al_(2)O_(3)旧催化剂中的银制成硝酸银溶液后,再使用铜将银置换出来,置换液浓缩后得到硝酸铜。α-Al_(2)O_(3)载体与氢氧化钠反应制成偏铝酸钠溶液,将偏铝酸钠溶液与碳酸氢铵在pH>9、n(碳酸氢铵)∶n(α-Al_(2)O_(3))>2∶1、滴加速率为110 mL·min^(-1)条件下反应得到碳酸铝铵,碳酸铝铵在300℃高温焙烧制成拟薄水铝石。银直收率>98.5%,纯度>99.95%,硝酸铜直收率>70%,排放的废水中COD<20 mg·kg^(-1)、Cu^(2+)<5 mg·kg^(-1)。拟薄水铝石的比表面积>390 m^(2)·g^(-1),孔容(1.19~1.32)mL·g^(-1)。该方法成本低,操作简单,废水容易处理。

基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选择性关系,以期为非均相过一硫酸盐活化剂的设计提供理论指导.最后,本文还指出了基于单原子催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程所面临的挑战,并展望了未来的发展方向.未来,应进一步发展原位/工况条件下的表征技术,以精准捕捉活化过程中活性位点的结构演变和关键反应中间体的生成,从而更深入地揭示反应机理;此外,设计具有双金属位点的催化剂,可优化多步骤反应中不同反应中间体的吸附与电荷转移过程,实现协同催化效果.本文期望为深入理解过一硫酸盐高级氧化技术的反应机理和开发高效选择性的单原子环境催化剂提供有益借鉴.

美国西北大学开发出分解尼龙-6的催化剂

尼龙-6制备的渔网、地毯和衣服过于结实,无法自行分解,一旦泄露至环境中会存在数千年,会淤塞水道、破坏珊瑚、缠住鸟类和海洋生物,这是其最大的问题。目前美国西北大学的Marks及其团队开发了一种新的催化剂,可以在几分钟内迅速、干净、彻底地分解尼龙-6,而不会产生有害的副产物,该工艺不需要有毒溶剂、昂贵的材料或苛刻的条件,更加实用。这种新的催化剂不仅可以在环境修复中发挥重要作用,而且可以成为将废尼龙-6升级为高价值产品的第一步。

催化剂活化过二硫酸盐降解双酚A的研究

随着工业发展,人类的生产生活导致了严重的水污染,双酚A是一种难以处理的污染物,其中高级氧化技术具有较好的处理应用价值。通过制备N掺杂石墨碳包覆Fe纳米颗粒催化剂(Fe-NC-G-700)来活化过二硫酸盐(PDS)降解水体中环境激素BPA。首先优化了催化剂焙烧温度。随后,使用单因素控制法优化了催化剂添加量、PDS添加量、反应温度和溶液初始pH值等主要工艺参数,其最佳工艺条件为:Fe-NC-G-700=200 mg/L,PDS=0.378 mM,反应温度为30℃,初始pH=6.5。同时考察了共存无机阴离子对BPA降解的影响(HCO^(-)_(3)、Cl^(-)、H_(2)PO^(-)_(4)和NO^(-)_(3)),说明Fe-NC-G-700/PDS体系对无机阴离子有较强的抗性。此外,对照实验显示所制备的Fe-NC-G-700具有很好的活化PDS能力。同时,淬灭实验结果表明Fe-NC-G-700/PDS体系中主要活性氧(ROS)为超氧自由基和单线态氧。

煤制天然气生产中的新型催化剂研发及应用探究

本文主要探究煤制天然气生产中的新型催化剂研发及应用。介绍了传统催化剂存在的问题,重点阐述了新型催化剂的研发和应用,包括基于金属有机骨架材料和复合载体的催化剂。详细描述了新型催化剂的制备工艺和性能测试方法,并探讨了其在煤制天然气生产中的应用前景。验证了新型催化剂在提高产品质量、降低生产成本、减少环境污染等方面具有明显优势,为相关领域的研究和应用提供参考。

Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C催化剂的制备及其光催化NO转化的性能

采用焙烧法原位构建Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C异质样品,通过XRD、Raman、SEM、BET、UV-Vis DRS、MottSchottky及EIS等技术对样品的结构及性质进行分析,以NO为目标污染物评价其光催化活性。结果表明:Nb_(2)O_(5)/Nb_(2)C异质样品能够提供较多的反应活性位点、提高光的利用率及光生电子和空穴的分离效率,进而提高其光催化活性;在模拟太阳光照射下,其对NO的转化率达到了50.5%,分别为Nb_(2)O_(5)和Nb_(2)C样品的2.4倍和14.4倍,且在NO转化过程中,NO_(2)选择性转化率仅为0.75%。

石油炼化过程中的催化剂选择与应用探讨

对石油炼化过程中催化剂的选用和使用进行了较深入的研究。首先,对炼油工艺的基础理论及关键环节进行剖析,着重研究催化剂对炼油工艺的影响机理及效能提高。在此基础上,通过对酸、碱、金属等几种催化剂的比较,对其在炼油工艺中的应用进行了研究,并对其优缺点进行了分析。在此基础上,讨论了在不同条件下,不同的反应条件对反应性能的影响,并提出了进一步的研究方向。在此基础上,结合实际生产实践,形成一套针对炼油化工生产过程中催化剂用量优化的建议,以期达到更加高效、环境友好的炼油生产。

单原子催化剂局部配位微环境的研究进展

单原子催化剂(SACs)由于兼具均相催化剂和非均相催化剂的优点,逐渐成为催化领域的热门材料。随着SACs的发展,对其局部配位环境的研究已经发展到原子水平。金属原子中心以及周围的配位原子构成的配位环境对其催化活性、选择性和稳定性起着重要的作用。本文论述了通过调节配位原子数目、配位原子类型、配位原子位置三种不同的策略实现了对SACs配位微环境的调控以及在有机催化、光催化以及电催化领域的应用。

金属有机框架载体内Ru(bda)L_(2)催化剂微环境的调控实现高效光驱动水氧化

人工光合作用研究中,因涉及多个电子和质子的转移而具有缓慢动力学特征的产氧半反应,是实现水全分解的关键.作为一类高效水氧化催化剂,Ru(bda)L_(2)(H_(2)bda=2,2’-联吡啶-6,6’-二羧酸,L=配体)分子催化剂被广泛应用于化学驱动的水氧化研究,其中O-O键的形成是水氧化反应的决速步骤.相比之下,因光敏剂和牺牲试剂的参与,光驱动水氧化反应的决速步骤为高价Ru物种的形成,且存在光敏剂自身氧化分解与光敏剂氧化催化中心成为高价Ru物种之间的竞争.因此,促进分子催化剂向光敏剂的多步非等价电子转移,是提高光催化水氧化性能的关键.自然光合作用中,水氧化过程中高效的质子传输和电子转移与光系统PSII中[Mn_(4)CaO_(5)]簇活性位点周围复杂的蛋白质微环境密切相关.因此,利用多孔载体实现Ru分子催化剂的固载,在多相化提高其稳定性的同时,为Ru催化剂周围微环境的调控提供了可能.基于本课题组前期发展的配位辅助自组装策略,本文将Ru(bda)L_(2)分子催化剂固载到金属-有机框架UiO-66载体中(Ru(bda)L_(2)@UiO-66),作为孤立的催化位点用于化学驱动和光驱动水氧化反应研究.在Ce^(4+)化学驱动水氧化反应中,Ru(bda)L_(2)@UiO-66表现出比均相体系更高的活性和稳定性.在以Ru(bpy)_(3)Cl_(2)为光敏剂,Na_(2)S_(2)O_(8)为牺牲剂的光催化体系,Ru(bda)L_(2)@UiO-66在磷酸盐缓冲水溶液中光驱动水氧化催化转化数高达566,比相同条件下的均相催化剂高出近20倍.进一步对比磷酸盐缓冲水溶液、硼酸盐缓冲水溶液和纯水三种溶剂中的光驱动水氧化性能,发现水氧化性能越高,因光敏剂氧化分解而产生的CO_(2)量越低.通过紫外-可见漫反射光谱、红外光谱、X射线粉末衍射和X射线光电子能谱等技术对反应前后催化剂的组成和结构进行研究,结果表明,在化学驱动水氧化反应前后Ru(bda)L_(2)@UiO-66结构保持不变;而光驱动水氧化反应中,高的产氧性能伴随着UiO-66骨架结构在高浓度硫酸盐存在下的逐步坍塌.动力学同位素效应(KIE)揭示了水氧化过程中存在质子参与.质子库存实验与氢核磁证实,在光催化过程中载体因磷酸盐的摄入而在催化剂周边构建了含水的氢键网络.结合水氧化亲核进攻反应机制中质子的参与以及可能的质子耦合电子转移,提出载体摄入的磷酸盐作为质子中继体与水分子的氢键网络相耦合,促进了光驱动水分解产氧性能,同时抑制了与之相竞争的光敏剂的氧化分解机理.综上,本工作提供了一种运用多相化载体来模拟催化剂类酶微环境的思路,对于实现高效人工光合作用具有一定参考价值.

三明治纳米结构的合理构筑实现Fe-N基催化剂酸性环境下高效电催化氧还原

开发具有高活性和高稳定性的非贵金属酸性环境下氧还原反应的催化剂对规模化发展高效质子交换膜燃料电池具有重要意义,但也非常具有挑战性。本文提出了一种快捷的湿化学吸附、热解和后蚀刻策略,有效地将Fe团簇镶嵌在两个氮掺杂碳(NC)层之间形成具有三明治夹心的NC/Fe/NC壳层,显著提升了Fe-N基催化剂酸性环境下的氧还原反应性能.所合成的中空夹层NC/Fe/NC催化剂可以在酸性介质中表现出优异的氧还原反应活性,具有0.92V的良好起始电位和高达5.1mA/cm^(2)的扩散极限电流密度.此外,三明治结构的NC/Fe/NC催化剂在酸性环境下具有很强的甲醇耐受性和出色电化学稳定性,是极具潜力的高效质子交换膜燃料电池氧还原催化剂.同步辐射表征结合X射线光电子能谱分析表明,NC/Fe/NC催化剂的NC/Fe/NC三明治壳层中存在大量的Fe-N化学键和强的界面电子耦合作用,其对催化剂电化学活性和耐腐蚀性的提升有很大帮助,是NC/Fe/NC催化剂酸性环境下高氧还原性能的根本来源.